【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 反向工件的裝夾位置長(zhǎng)度的預(yù)留。同時(shí)，因?yàn)楣ぜ牟牧鲜卿X材，所以在設(shè)計(jì)手爪過(guò)程中，還應(yīng)考慮到工件的各個(gè)受力分析，達(dá)到既能夾緊工件，又不會(huì)因?yàn)閵A緊力的過(guò)大，夾傷或夾壞工件。所以在驅(qū)動(dòng)元器件的選擇時(shí)，要充分考慮到這個(gè)夾緊力。由于現(xiàn)有機(jī) 第 5 頁(yè) 共 25 頁(yè) 械手的末端連接處是個(gè)圓形的凸臺(tái)，所以在設(shè)計(jì)機(jī) 械手與手爪的連接件時(shí)，要考慮到連接的可靠性與穩(wěn)定性，以及安裝定位的方便。 第四組別的工作內(nèi)容 第四組是在前三組的基礎(chǔ)上，了解整個(gè)自動(dòng)加工的流程，運(yùn)用 PLC 進(jìn)行編程，協(xié)調(diào)機(jī)床跟機(jī)械手之間的作業(yè)。以及，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械手進(jìn)行示教演示，將整個(gè)運(yùn)用到機(jī)械手的工作動(dòng)作進(jìn)行協(xié)調(diào)與記錄保存，供 PLC 調(diào)用到生產(chǎn)中。該過(guò)程中，負(fù)責(zé)人員還應(yīng)考慮到機(jī)床運(yùn)動(dòng)跟機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的時(shí)間上的差異，以及各個(gè)運(yùn)動(dòng)之間的順序，避免動(dòng)作的順序不正確，致使生產(chǎn)事故的發(fā)生。 自動(dòng)加工的流程圖： 機(jī)器人把工件送至卡盤(pán)處 ? 尾座頂緊工件 ? 卡盤(pán)收緊 ? 機(jī)器人退出 ? 尾座縮回（必要時(shí)可頂緊加工） ? 自動(dòng)關(guān)門(mén) ? 加工 ? 自動(dòng)開(kāi)門(mén) ? 機(jī)器人將工件夾緊 ? 卡盤(pán)松開(kāi) ? 將機(jī)器人將工件移開(kāi)掉頭 ? 重復(fù)以上步驟 ? 加工完成機(jī)器人將工件移走 在這整個(gè)的應(yīng)用現(xiàn)有機(jī)械手投入到自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)中，我們組是第四組，主要負(fù)責(zé)調(diào)試現(xiàn)有機(jī)械手完成要求動(dòng)作，并匯編程序使用 PLC 協(xié)調(diào)整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)的各個(gè)動(dòng)作。我組的整個(gè)設(shè)計(jì)方案及實(shí)際加工與分析情況如下文所述。 第 6 頁(yè) 共 25 頁(yè) 2 正文 整個(gè)自動(dòng)化加工的流 程如下圖所示。第一步驅(qū)動(dòng)機(jī)器人把加工的毛坯件夾緊送至卡盤(pán)處、第四步機(jī)器人退出機(jī)床加工區(qū)域、第九步機(jī)器人夾緊機(jī)床上的半成品工件、第十一步機(jī)器人將工件掉頭再送回卡盤(pán)處和最后一步機(jī)器人將工件取走等這幾個(gè)步驟，應(yīng)用到的是現(xiàn)有機(jī)器人。所以我們首先要先了解現(xiàn)有機(jī)器人的操作以及控制機(jī)器人完成所需動(dòng)作。 機(jī)器人把工件送至卡盤(pán)處 ? 尾座頂緊工件 ? 卡盤(pán)收緊 ? 機(jī)器人退出 ? 尾座縮回（必要時(shí)可頂緊加工） ? 自動(dòng)關(guān)門(mén) ? 加工 ? 自動(dòng)開(kāi)門(mén) ? 機(jī)器人將工件夾緊 ? 卡盤(pán)松開(kāi) ? 機(jī)器 人將工件移開(kāi)掉頭 ? 重復(fù)以上步驟 ? 完成加工機(jī)器人將工件移走 圖 21 自動(dòng)加工的流程圖 機(jī)器人的操作與機(jī)床信號(hào)查詢 機(jī)器人的操作 通過(guò)按動(dòng)示教編程器上的每個(gè)軸操作鍵，使機(jī)器人的每個(gè)軸產(chǎn)生所需的作。 下圖表明了每個(gè)軸在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下的示意動(dòng)作。 第 7 頁(yè) 共 25 頁(yè) 圖 22 軸的示意動(dòng)作 動(dòng)作模式 NX100 控制柜有示教模式、再現(xiàn)模式、遠(yuǎn)程模式三種動(dòng)作模式。 a 示教模式 從事程序編輯或者對(duì)已登錄的程序進(jìn)行修改時(shí)，要在示教模式下進(jìn)行。另外，進(jìn)行各種特性文件和各種參數(shù)的設(shè)定也要在 該模式下進(jìn)行。 b 再現(xiàn)模式 再現(xiàn)示教程序時(shí)使用的模式。 c 遠(yuǎn)程模式 伺服電源投入、開(kāi)始、調(diào)用程序、啟動(dòng)循環(huán)等相關(guān)操作需要通過(guò)外部輸入信號(hào)的指定、在遠(yuǎn)程模式下進(jìn)行。 遠(yuǎn)程模式時(shí)，通過(guò)外部輸入信號(hào)的操作有效。此時(shí)，示教編程器上的 [開(kāi)始 ]按鈕無(wú)效。 數(shù)據(jù)傳輸功能 （選項(xiàng)）在遠(yuǎn)程摸式下有效。 第 8 頁(yè) 共 25 頁(yè) 表 21 機(jī)器人動(dòng)作模式 模式 操作 示教模式 再現(xiàn)模式 遠(yuǎn)程模式 伺服準(zhǔn)備 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號(hào) 啟動(dòng) 無(wú)效 示教編程器 外部輸入信號(hào) 循環(huán)變更 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號(hào) 調(diào)用主程 序 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號(hào) 在安川機(jī)器人的實(shí)際操作后，我們主要利用的是機(jī)器人的示教模式，通過(guò)我們?nèi)斯さ乜刂茩C(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，然后讓電腦自動(dòng)記錄各個(gè)關(guān)節(jié)實(shí)際運(yùn)動(dòng)到位的各軸位置參數(shù)，并以此存檔，供以后我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用的時(shí)候調(diào)用。 在實(shí)際加工過(guò)程中，我們根據(jù)圖 21 加工流程圖可以知道，機(jī)器人在加工過(guò)程中所要執(zhí)行的動(dòng)作有： 加工開(kāi)始的時(shí)候，機(jī)器人將毛坯夾緊并送到機(jī)床卡爪位置； 待機(jī)床卡爪夾緊工件的時(shí)候，機(jī)器人離開(kāi)機(jī)床加工的危險(xiǎn)范圍； 在機(jī)床對(duì)毛坯的一端加工完畢后，機(jī)器人移動(dòng)到機(jī)床卡爪下將工 件夾緊； 待機(jī)床卡爪松開(kāi)工件時(shí)候，機(jī)器人將工件夾到安全位置進(jìn)行掉頭，然后再移動(dòng)到卡爪處； 待機(jī)床卡爪將工件夾緊后，機(jī)器人離開(kāi)機(jī)床的工作區(qū)域； 機(jī)床對(duì)工件全部加工完畢后，機(jī)器人移動(dòng)到機(jī)床卡爪處將工件夾緊； 待機(jī)床卡爪將工件松開(kāi)后，機(jī)器人將工件夾到指定地點(diǎn)放置； 機(jī)器人回到指定位置等待下一次加工開(kāi)始。 機(jī)床信號(hào)的查詢 在了解完機(jī)器人的操作，控制機(jī)器人完成所需的動(dòng)作后，接下來(lái)要了解的數(shù)控機(jī)床的控制信號(hào)。其中，要尋找機(jī)床控制尾座伸縮和控制液壓卡盤(pán)緊松的信號(hào)端子，同時(shí)，尋找機(jī)床空余的外輸出控制信號(hào) 來(lái)控制機(jī)床安全門(mén)的自動(dòng)開(kāi)閉。 （查閱《機(jī)床的維修說(shuō)明與使用說(shuō)明》可以找到相應(yīng)的控制信號(hào)） 輔助元器件的使用與選型 檢測(cè)元器件的使用 在整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，需要使用到許許多多的檢測(cè)元器件來(lái)檢測(cè)機(jī)械動(dòng) 第 9 頁(yè) 共 25 頁(yè) 作的位置情況，然后再利用這些位置到位檢測(cè)來(lái)驅(qū)動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作的開(kāi)始，達(dá)到有序進(jìn)行的自動(dòng)過(guò)程。 在本次自動(dòng)化設(shè)計(jì)的生產(chǎn)過(guò)程中，需要使用到檢測(cè)元器件的情況如下： （ 1）在毛坯準(zhǔn)備區(qū)域需放置檢測(cè)元器件，從而確定是否存在待加工毛坯，進(jìn)而才能開(kāi)始下一步機(jī)械手動(dòng)作。這時(shí)，需要安裝一個(gè)位置檢測(cè)傳感器。 （ 2）在自 動(dòng)門(mén)的打開(kāi)狀態(tài)與閉合狀態(tài)需安裝兩個(gè)極限位檢測(cè)開(kāi)關(guān)，確保每一步生產(chǎn)都能在門(mén)完全打開(kāi)或完全關(guān)閉的情況下作業(yè)，避免與安全門(mén)發(fā)生碰撞，引起生產(chǎn)事故。這時(shí)，需要安裝兩個(gè)位置檢測(cè)傳感器，分別為門(mén)完全打開(kāi)時(shí)檢測(cè)到位和門(mén)完全關(guān)緊時(shí)檢測(cè)到位。 檢測(cè)元器件的選型 接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn) 行程開(kāi)關(guān) ，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測(cè)裝置，用作檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻 計(jì)數(shù)器 、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長(zhǎng)、功耗低、復(fù)定位精度高、操作 頻率 高以及適應(yīng)惡 劣的工作環(huán)境等。 圖 23 接近開(kāi)關(guān)原理圖 性能特點(diǎn) 在各類開(kāi)關(guān)中，有一種對(duì)接近它物件有“感知”能力的元件 —— 位移傳感器。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開(kāi)關(guān)通或斷的目的，這就是接近開(kāi)關(guān)。 當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開(kāi)關(guān)才會(huì)動(dòng)作。通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。不同的接近開(kāi)關(guān)檢出距離也不同。 有時(shí)被檢測(cè)驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開(kāi)關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地離開(kāi)，這樣不斷地重復(fù)。不同的接近開(kāi)關(guān)，對(duì)檢測(cè) 對(duì)象的響應(yīng)能力是不同的。 第 10 頁(yè) 共 25 頁(yè) 這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。 種類 因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知”方法也不同，所以常見(jiàn)的接近開(kāi)關(guān)有以下幾種： （ 1） 無(wú)源接近開(kāi)關(guān) 這種開(kāi)關(guān)不需要電源，通過(guò)磁力感應(yīng)控制開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)。當(dāng)磁或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開(kāi)關(guān)磁場(chǎng)時(shí)，和開(kāi)關(guān)內(nèi)部磁力作用控制閉合。特點(diǎn)：不需要電源，非接觸式，免維護(hù)，環(huán)保。 （ 2） 渦流式接近開(kāi)關(guān) 這種開(kāi)關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開(kāi)關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)接近開(kāi)關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流 反作用到接近開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無(wú)導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。 （ 3） 電容式接近開(kāi)關(guān) 這種開(kāi)關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開(kāi)關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)。這種接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的對(duì)象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或 粉狀物等。 （ 4） 霍爾接近開(kāi)關(guān) 霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開(kāi)關(guān)，叫做霍爾開(kāi)關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。 第 11 頁(yè) 共 25 頁(yè) （ 5） 光電式接近開(kāi)關(guān) 利用光電效應(yīng)做成的開(kāi)關(guān)叫光電開(kāi)關(guān)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。 （ 6） 熱釋電式接近開(kāi)關(guān) 用能感知 溫度變化的元件做成的開(kāi)關(guān)叫熱釋電式接近開(kāi)關(guān)。這種開(kāi)關(guān)是將熱釋電器件安裝在開(kāi)關(guān)的檢測(cè)面上，當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測(cè)出有物體接近。 （ 7） 其它型式的接近開(kāi)關(guān) 當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對(duì)波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開(kāi)關(guān)、微波接近開(kāi)關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開(kāi)關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)